北斗导航系统及长距离ZigBee在渔业系统中的应用

发布时间：2017-05-30 20:09

  本文关键词：北斗导航系统及长距离ZigBee在渔业系统中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：北斗卫星导航系统是我国重要的战略基础设施,其关键作用是提供时间和空间基准及所有与位置相关的实时动态信息,也成为体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志,如何利用北斗卫星导航系统保障我国的国民经济建设安全发展成为了研究热点。为了发挥北斗导航系统的特性,更好的保障海上渔业从业人员安全和提高海上执法效率,本文对基于北斗导航和长距离ZigBee通信的海洋渔业监控系统进行了如下研究：第一,由于海洋渔业监控系统需要海上定位功能,所以本文基于扩展Kalman滤波模型,采用了一种单频GPS/BDS组合RTK解算方法,该方法使用GPS L1、BDS B1频点的伪距和载波相位观测值,对对流层延迟采用测站天顶延迟估计,并与流动站位置以及GPS、BDS站间单差模糊度组成双差观测方程进行卡尔曼滤波,得到单差模糊度浮点解及方差阵。利用思修SX-UM220-DB2/GPS北斗卫星定位导航开发板采用和芯星通UM220双系统高性能GNSS模块验证解算方法可行性;第二,配合和芯星通公司的北斗船载终端,设计研制了无线终端,该设计对北斗船载终端硬件功能进行了扩展,实现了多串口数据转发,增加了无线AP功能以及WDS桥接功能,扩大了海洋渔业监控系统的覆盖面。实验结果表明,该无线终端具有良好的稳定性,并且利用无线终端的WiFi模块增加了手持终端无线接入北斗导航系统的功能；第三,基于北斗船载终端,按照海上通信距离设计长距离ZigBee通信的要求,和远程数据GPRS发送要求,参与设计了北斗智慧终端,并对GPRS模块驱动进行编程。通过增加无线终端和智慧终端,与现有的船载终端配合使用,搭建了海洋渔业监控系统,保障渔业安全。本文所提出的相关定位精度和实时通信满足海上渔业安全的要求。
【关键词】：北斗卫星导航系统 GPS 船载终端 无线终端 智慧终端 长距离ZigBee模块 渔业监控系统
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1;TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 课题研究背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 北斗卫星导航技术10-11
• 1.4 北斗卫星导航系统工作原理11-16
• 1.4.1 北斗卫星工作轨道11-13
• 1.4.2 北斗卫星定位系统接收机制13-14
• 1.4.3 理论工作模型14-15
• 1.4.4 观测量误差15-16
• 1.5 ZigBee传感技术16-20
• 1.5.1 ZigBee概述16-17
• 1.5.2 ZigBee网络组成17-18
• 1.5.3 ZigBee技术原理18-20
• 1.6 本文的主要研究内容20-21
• 2 单频BDS/GPS组合定位的研究21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 单频GPS/BDS组合RTK解算方法21-28
• 2.2.1 扩展Kalman滤波21-22
• 2.2.2 单频GPS/BDS组合流动站RTK解算22-24
• 2.2.3 实验设备24-25
• 2.2.4 结果分析25-28
• 2.3 本章小结28-29
• 3 基于北斗卫星导航系统的渔船监控系统的构建29-38
• 3.0 引言29
• 3.1 北斗卫星海洋渔业综合信息服务系统29-31
• 3.2 基于北斗卫星的海洋渔业监控系统31-32
• 3.3 船载终端32-34
• 3.3.1 船载终端简介32-33
• 3.3.2 船载终端接口定义33-34
• 3.4 船载终端功能34-37
• 3.4.1 定位功能34
• 3.4.2 短报文通信功能34-35
• 3.4.3 管理功能35
• 3.4.4 报警功能35-36
• 3.4.5 显示和辅助导航功能36
• 3.4.6 状态监测功能36
• 3.4.7 扩展功能36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 4 智慧终端的研制38-54
• 4.1 引言38
• 4.2 智慧终端接口设计38-40
• 4.3 智慧终端硬件设计40-47
• 4.3.1 UM220芯片测试及板载设计40-41
• 4.3.2 GPRS模块硬件设计41-42
• 4.3.3 长距离点对点ZigBee模块设计42-47
• 4.4 智慧终端数据交换格式设计47-51
• 4.4.1 智慧终端与船载终端定位通信单元数据交换格式47-48
• 4.4.2 智慧终端与执法终端、数据目的地址之间数据格式48-51
• 4.5 智慧终端通信模块软件结构设计51-53
• 4.5.1 GPRS模块软件结构设计51-52
• 4.5.2 ZigBee模块软件结构设计52-53
• 4.6 本章小结53-54
• 5 无线终端的研制54-69
• 5.1 引言54
• 5.2 无线终端接口设计54-57
• 5.3 无线终端硬件电路设计57-66
• 5.3.1 电源设计57-58
• 5.3.2 CPU外围电路设计58-59
• 5.3.3 无线终端RS-232通信接口设计59
• 5.3.4 信号线隔离设计59-60
• 5.3.5 WiFi模块硬件设计60-61
• 5.3.6 WiFi模块软件配置61-63
• 5.3.7 预留接口设计63-64
• 5.3.8 过压保护硬件电路设计64-65
• 5.3.9 故障直连电路设计65-66
• 5.4 无线终端串口发送接收软件设计66-68
• 5.4.1 数据包判定66-67
• 5.4.2 串口程序设计67-68
• 5.5 本章小结68-69
• 结论与展望69-71
• 一、结论69-70
• 二、展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间发表的学术论文目录75-77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;东南亚三国采用北斗导航系统[J];全球定位系统;2013年03期

2 司德平,王彦海;北斗导航系统与全球卫星定位系统[J];现代物理知识;2001年06期

3 鲍宇;;北斗导航系统的建设与应用分析[J];电子制作;2013年16期

4 紫晓;南勇;;北斗导航系统建设挑战重重[J];太空探索;2012年11期

5 钱成越;薛原;;基于北斗导航系统的移动导航定位终端设计[J];现代计算机(专业版);2010年06期

6 石翔宇;;北斗导航系统实际应用[J];中国科技投资;2012年23期

7 冯志杰;;北斗导航系统在物联网中的应用研究[J];电子商务;2013年06期

8 孔金凤;于德斌;;浅析我国北斗导航系统的发展[J];中国西部科技;2014年01期

9 黄晋;刘强;;北斗卫星导航系统应用于性能导航(PBN)的分析[J];中国西部科技;2014年01期

10 杨小梅;王浩;李鉴海;;基于北斗导航系统的电力管理系统设计[J];科技致富向导;2013年20期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 张荣群;张小栓;高万林;张健;;北斗导航系统在农业领域的应用展望[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年

2 徐伯健;丁阳;杨茂和;荆薇;;北斗导航系统推广应用研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年

3 吴沫;郭思远;任凌;;北斗导航系统电波传播修正方法及应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

4 司端国;王海涛;张明哲;;北斗导航系统应用现状与发展建议[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S01北斗/GNSS导航应用[C];2012年

5 雷帅;李维;;美国GPS系统采办困境分析及启示[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

6 刘莉;战兴群;刘卫;牛满仓;;北斗导航系统和GPS兼容性评估[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

7 张志龙;华克强;孙淑光;;北斗导航系统与GPS组合在民航的应用[A];天津市自动化学会第十四届学术年会论文集[C];2005年

8 汪洁萍;邹力涵;谢雯;;北斗导航系统在现代物流中应用的研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S01北斗/GNSS导航应用[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 齐中熙 樊曦;北斗导航系统获国际海事组织认可[N];新华每日电讯;2014年

2 ;北斗导航系统直面市场大考[N];中国航天报;2003年

3 记者 林莉君;北斗导航系统助力船舶清洁运行[N];科技日报;2011年

4 慕容素娟;北斗导航系统定会大放光彩[N];中国电子报;2012年

5 记者 田兆运 黎昌政;我国北斗导航系统应用步入发展快车道[N];新华每日电讯;2013年

6 中国航天报社 记者　 杨振荣;北斗导航应用进入关键阶段[N];中国航天报;2006年

7 陆洲;北斗导航系统民用开发获进展[N];中国证券报;2008年

8 邹声文;中国北斗导航系统民用开发取得新进展[N];大众科技报;2008年

9 记者 廖文根;北斗导航系统入网用户超4万[N];人民日报海外版;2008年

10 记者 耿挺;布局北斗导航系统民用[N];上海科技报;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 荆曦;基于北斗的船舶动态监控及其应用[D];大连海事大学;2015年

2 杨学伟;基于SQLite数据库的北斗导航系统设计与实现[D];兰州大学;2013年

3 黄超;多通道北斗自适应干扰抑制数字模块设计与实现[D];电子科技大学;2015年

4 张鹏;北斗导航系统及长距离ZigBee在渔业系统中的应用[D];青岛科技大学;2015年

5 周喜明;高动态GPS信号捕获研究及FPGA设计[D];西安科技大学;2011年

6 高平;导航卫星时频生成与保持技术研究[D];西安电子科技大学;2011年

  本文关键词：北斗导航系统及长距离ZigBee在渔业系统中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：407853